铁电压电陶瓷作为电、力、热、光敏感材料，在超声换能、传感器、无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用。传统的铁电压电陶瓷都含有大量的氧化铅，如锆钛酸铅、锆钛酸铅镧、铌镁锆钛酸铅和铌锌锆钛酸铅等，在制备和使用过程中，都会给环境和人类健康带来很大的损害。
近年来，随着环境保护和人类社会可持续发展的需求，研发新型环境友好的铁电压电陶瓷已成为世界发达国家致力研发的热点材料之一。2001年欧州议会通过了关于“电器和电子设备中限制有害物质”的法令，并定于2008年实施，其中在被限制使用的物质中就包括含铅的压电器件。为此，欧洲共同体立项151万欧元进行关于无铅压电陶瓷的研究与开发。美国和日本以及我国电子信息产业部也相继通过了类似的法令，并逐年提高对研制无铅压电陶瓷项目的支持力度，新型无铅压电陶瓷的研究和开发正逐步受到国内科技界与企业界的普遍关注。
中国科学院上海硅酸盐研究所作为我国最重要的功能陶瓷材料研究中心之一，早在1979年就开始组织研究队伍致力于无铅压电陶瓷的制备及其传感器的研制。2001年在国家高技术研究发展计划的资助下，成功地开发了钛酸铋钠基无铅压电陶瓷系列。因其具有高的厚度机电耦合系数Kt、相对低的平面机电耦合系数Kp、高的频率常数Nt以及较小的介电系数特别适合于作工业探伤、测厚、医用超声诊断等无铅压电元件。该新材料的研制成功，标志着我国无铅压电陶瓷材料的实用化研究已上了一个新台阶。这对压电陶瓷及其传感器无铅化和产品更新换代具有重要的科学技术意义。目前，该研究成果在国内外市场需求巨大，有着极大的经济效益。上海硅酸盐所可根据用户的不同要求，设计不同尺寸和形状的压电陶瓷器件，并表示希望国内企业参与合作开发。
来源：中国科学院
